[发明专利]一种以石墨烯量子点作为空穴传输层的钙钛矿太阳能电池

权利要求书

1.一种以石墨烯量子点作为空穴传输材料的钙钛矿太阳能电池，由衬底、透明电极、石墨烯量子点空穴传输层、钙钛矿吸收层、电子传输层、金属电极这几部分组成，其特征是以石墨烯量子点作为空穴传输层，并且在石墨烯量子点中修饰有贵金属纳米颗粒，此钙钛矿太阳能电池的制备具体步骤为：

S01：在一定尺寸的衬底上蒸镀一层透明电极层，透明电极层的厚度为10-100nm；

S02：配置一定质量比例的石墨烯量子点与贵金属纳米颗粒的混合分散液，然后在将此混合分散液旋涂在透明电极上，旋涂的转速为500-5000rpm，旋涂时间为10-150s，得到修饰有贵金属纳米颗粒的石墨烯量子点空穴传输层，厚度为3-30nm；

S03：在石墨烯空穴传输层上将混合均匀的钙钛矿前驱体溶液以500-5000rpm转速旋涂10-150s，最后经过溶剂退火和热退火处理一定时间，退火温度为80-200℃，即形成黑色的钙钛矿吸收层，厚度为10-100nm；

S04：接着，在钙钛矿吸收层上旋涂沉积厚度为10-50nm的电子传输层；

S05：最后，在电子传输层上真空蒸镀一层金属电极层，厚度为10-300nm。

2.如权利要求1所述的一种以石墨烯量子点作为空穴传输材料的钙钛矿太阳能电池，其特征在，所述的石墨烯量子点的制备方法为：

S21：将3-50g的碳纤维加入到由质量比为1-10∶1的浓硫酸与浓硝酸混酸溶液中；

S22：然后在20-80℃下超声4-12小时，并于80-100℃加热回流搅拌12-36小时，待体系冷却至室温，缓慢加入去离子水进行稀释；

S23：向体系中缓慢加入水合肼，中和体系中过量的酸，直至PH值为中性，并使石墨烯量子点部分还原；

S24：将上述液体置于截留分子量为1000-5000Da的透析袋对该溶液进行透析，除去体系中多余的离子，通过减压旋蒸将大部分水除掉，最后于真空干燥箱中80-200℃烘干得到深棕色固体，即为石墨烯量子点。

3.如权利要求1所述的一种以石墨烯量子点作为空穴传输材料的钙钛矿太阳能电池，其特征在，所述共贵金属纳米颗粒为金、银、铂、铱、钯中的任何一种。

4.如权利要求1所述的一种以石墨烯量子点作为空穴传输材料的钙钛矿太阳能电池，其特征在，所述的石墨烯量子点与贵金属纳米颗粒的混合分散液的配置方法为：将质量比例为1-100∶0.1-10的石墨烯量子点和贵金属纳米颗粒分散在有机溶剂中超声处理0.5-6h。

5.如权利要求4所述的所述的石墨烯量子点与贵金属纳米颗粒的混合分散液的配置方法，其特征是所述的有机溶剂为氯苯、甲苯、DMF、NMP、丙酮、苯、氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、四氢呋喃、乙醇、乙二醇、异丙醇中的任何一种或几种混合。

6.如权利要求4所述的所述的石墨烯量子点与贵金属纳米颗粒的混合分散液的配置方法，所述的所配置的石墨烯量子点与贵金属纳米颗粒的混合分散液浓度为0.01-10mg/ml。

7.如权利要求1所述的一种以石墨烯量子点作为空穴传输材料的钙钛矿太阳能电池，其特征在，所述的石墨烯量子点的尺寸为1-50nm。

8.如权利要求1所述的一种以石墨烯量子点作为空穴传输材料的钙钛矿太阳能电池，其特征在，所述的贵金属纳米颗粒的尺寸为1-100nm。

9.如权利要求1所述的一种以石墨烯量子点作为空穴传输材料的钙钛矿太阳能电池，其特征在，所述的衬底为玻璃和PET中的任何一种；

所述的透明电极为ITO、FTO、ATO、石墨烯、碳纳米管中的任何一种或几种混合；

所述的钛矿吸收层包括CH₃NH₃MI_3-XB_X，其中x＝0-3，M可以选自Pb或Sn中的任何一种，B可以选自I、Cl、Br中的任何一种；

所述的电子传输层可以是PCBM、PFN、PEIE、ZnO、TiO₂、掺杂或修饰的ZnO或TiO₂中的至少一种；

所述的金属电极可以是Al，Ag和Au中的任何一种。